玉米品种抗旱性鉴定方法与指标
玉米自交系不同生育期的抗旱性鉴定及生理响应机制研究
玉米自交系不同生育期的抗旱性鉴定及生理响应机制研究张新'，曹丽茹"，朱卫红'，张前进'，魏昕'，魏良明'，王振华二鲁晓民”(1.河南省农业科学院粮食作物研究所，河南郑州450002： 2.河南农业大学河南粮食作物协同创新中心，河南郑州450002)摘要：以17份黄淮海常用竹干系及自选系为材料，不同生育期进行干旱胁迫，旨在筛选出一批抗旱性强的玉米种植资源，并探讨其抗旱的生理机制。
方差分析表明与正常水分相比，胁迫后的抽雄一散粉间隔未达到显著水平，但ASI间隔达到显著水平：不同生育期自交系的叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/F。
均下降，SOD和POD活性均提髙，但不同自交系下降或上升的幅度不同，且不同自交系间、胁迫与对照间指标差异及两因素交互作用均达到极显著水平：灰色关联度表明POD活性无论是拔卩期还是抽雄期都与ASI关联度很高，可作为筛选抗旱型材料的一个重要指标；模糊隶属函数法鉴定出超4F、郑36、CIMBL12、郑63、HCL645、郑6611和PH6WC在两个生育期均属于抗旱型自交系；英中自交系超4F、郑36和郑63拔肖期和抽雄期旱胁迫后，ASI 增大幅度较小，叶绿素含虽、叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/F。
抗旱指数均较高，说明这三个自交系遭受旱胁迫时主要通过调巧光合系统这种机制来提高抗旱性。
本研究结果可加快抗旱型品种的培育，同时为建立玉米抗旱性鉴泄体系奠泄基础。
关键词：玉米自交系；拔节期；抽雄期：ASI：抗旱性：种质资源基金项目：国家玉米产业技术体系(CARS-O2-O8):国家重点研发计划(2016YFD0101205-4) 作者简介：张新(1968-),女，河南罗山人，研究员，学士，主要从事玉米遗传冇种研究。
E-mail:zh5733764@ 王振华和鲁晓民为本文通讯作者：王振华E-mail:wzh201@ :鲁晓民E-mail :luxiaomin2004@ Drought Resistance Identification and Physiological Response Mechanism of Maize Inbred Lines atDifferent Growth StagesZHANG Xin'-,CAO Liru12,ZHU Weihong1, ZHANG Qianjin>,WEI Xin*,WEI Liangming1,WANG Zhenhua*\LU Xiaomin1*(1 .Grain Crop Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Henan Zliengzhou 450002;2.Henan Agriculture University and Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops. Henan Zhengzhou 450002,)Abstract：17 parts of Huanghuaihai commonly used backbone and self-selected lines were used as materials, and drought stress was carried out at different growth stages. A series of drought-tolerant maize planting resources were selected to explore the physiological mechanism of drought resistance.Analysisof variance showed that the male-dispersion interval after stress did not reach a significant level comparedwith normal water, but the ASI interval reached a significant level.The chlorophyll content, Fv/Fm and Fv/Fo of inbred lines in different growth stages decreased, SOD and POD activities increased. but the amplitudes of different inbred lines decreased or increased, and different inbred lines, stress and control in indicators and interactions between the two factors reached extremely significant levels.The grey correlation degree indicates that the POD activity is highly correlated with ASI in both jointing and tasseling stages, and can be used as an important indicator for screening drought-resistant materials.Fuzzy membership function method to identify Chao 4E Zheng 36, CIMBL12, Zheng 63, HCL645, Zheng 6611 and PH6WC are drought-resistant inbred lines in both growth stages.Among them, the ASI increased slightly after the inbred lines of Chao 4E Zheng 36 and Zheng 63 jointing and tasseling stress. and the chlorophyll content, chlorophyll fluorescence parameters Fv/Fm and Fv/Fo drought indexs were higher, indicating that these three When the inbred lines are subjected to drought stress, the mechanism of photosynthetic system is mainly adjusted to improve drought resistance.The results of this study can accelerate the cultivation of drought-resistant varieties and lay the foundation for the establishment ofdrought resistance identification system for maize・Keywords: maize inbred line;jointing stage;tasseling stage:ASI: drought resistance;gerniplasni resources 玉米是世界上主要的粮食和饲料作物之一，也是需水较多对水分敏感的作物"切。
玉米田间抗旱性鉴定评价技术规程
玉米田间抗旱性鉴定评价技术规程1 范围本技术规程规定了玉米田间抗旱性评价技术的术语和定义、鉴定方法及评价标准。
本技术规程适用于人工控制的干旱之外不存在其它限制因子的环境下对玉米品种、玉米品系及育种材料的抗旱性鉴定评价。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
DB23/T 017-2008 玉米生产技术规程GB 4404.1-2008 粮食作物种子第1 部分：禾谷类NY/T 1209-2006 农作物品种试验技术规程玉米3 术语和定义下列术语和定义适用于本技术规程。
3.1 抗旱性指在干旱胁迫条件下，作物维持生长发育并形成产量的能力。
3.2 遮雨棚具备遮雨条件的干旱试验棚。
3.3 胁迫强度用土壤含水量占最大持水量的百分比%来衡量，正常灌水对照70%，轻度胁迫55%，中度胁迫40%，重度胁迫30%。
3.4 抗旱性级别抗旱性分五级，从强到弱依次为：1 级，极强（HT）；2 级，强（T）；3 级，中等（M）；4 级，弱（S）；5 级，极弱（HS）。
4 抗旱性鉴定玉米田间抗旱性鉴定的时期分为：苗期、抽雄期、灌浆期，以及全生育期。
可以根据鉴定的目的选用任何一个时期的鉴XX果评价待测材料的抗旱性。
4.1 苗期抗寒性鉴定苗期抗旱性鉴定在干旱棚内进行，在日平均气温为25℃±5℃的条件下，采用反复干旱法。
种子要求同GB 4404.1－2008，数量满足试验需要，禁止包衣或拌种。
4.1.1 试验设计在干旱棚内的中等肥力水平的耕层土壤土，灌水至田间持水量的 85％±5％，播种、覆土 2 cm。
四次重复，每个重复50株（幼苗基数）。
第一次干旱胁迫－复水处理：幼苗长至三叶一心时停止供水，开始进行干旱胁迫。
土壤含水量降至田间持水量的35％±5％时调查存活苗数。
当土壤含水量降至田间持水量的20％～15％时复水，使土壤水分达田间持水量的80％±5％；72 h后调查存活苗数，以幼苗或叶片恢复为鲜绿色为存活。
最新 玉米种质资源抗旱性鉴定研究进展-精品
玉米种质资源抗旱性鉴定研究进展由于温室效应、臭氧层空洞等因素使得气候变暖，气候的灾难性对农作物的影响越来越大，干旱发生的时间距离逐渐缩短，水资源匮乏这一因素在很大程度上制约着农作物的生产。
我国耕地总面积中有43%的土地处于半干旱、干旱状态，主要粮食作物玉米的产量居粮食作物产量之首，同时，玉米对水分的需要是很大的，其对土壤的含水量十分敏感，这在很大程度上影响了粮食作物的持续稳定增产。
1 玉米种植中抗旱性的含义农作物在土壤中的抗旱、耐旱能力是指在含水量有限或亏欠的含水量周期的条件下，展现出良好的生长发育能力，特别是处在干旱的不利条件下所表现出的其生产总量的能力。
农作物在干旱条件下的适应机制表现为避旱性和抗旱性，其中抗旱性又是有御旱与耐旱两种形式。
避旱性是将植物的生命周期缩短来躲避干旱少水的时期，但不会造成作物死亡，会减少产量。
御旱性是植物根据自身的结构形态使自己长时间处于水分充足的环境中，一旦发生缺少现象也能够维持机体所需的水分，主动对抗干旱环境，是对于干旱的忍受能力。
耐旱性是植物的生物机制通过不断地自我调节，来忍受干旱，避免脱水，但不会造成死亡的能力。
在含水量减少的环境中，农作物是有生命迹象的，只是生命活动水平比较低，一旦含水量充分，农作物将会恢复到正常的生命体征。
2 玉米种植中抗旱性的鉴定2.1 鉴定时期农作物在不同的生长时期干旱对其所造成的影响是不同的，通过在不同时期对玉米的研究表明：玉米在开花的时候对于含水量的要求是最为敏感的，旱灾一旦在这个时段发生，对玉米产量造成的损失是最严重的；在成苗时期干旱的环境会使苗的数量减少，从而使最后的生产产量减少；在灌浆时期干旱条件会减弱植株的光合作用，籽粒得不到充分的营养，不饱满，最终总产量减少。
对于玉米抗旱性的研究可以在植物生长的任何一个阶段进行鉴定，但是在不同阶段进行研究其鉴定结论将会有很大的区别。
2.2 鉴定指标2.2.1 生长性状茎粗。
玉米茎是对不同部位的水分进行运输，避免水分失衡。
玉米杂交种苗期抗旱性鉴定与评价
玉米杂交种苗期抗旱性鉴定与评价赵永锋;王亚卿;贾晓艳;祝丽英【摘要】[目的]确定玉米杂交种苗期抗旱性的鉴定指标,进一步筛选出苗期抗旱性强的玉米品种.[方法]以河北省主推和新审定的20个玉米杂交种为材料,通过苗期沙培试验,测量苗期根条数、根长、根表面积、根系平均直径、根体积、总生物量、鲜重根冠比、干重根冠比8个根系性状.[结果]干旱胁迫对苗期8个根系性状均产生了不同程度的影响.根长、根表面积和干重根冠比在不同品种间和不同处理间均表现显著差异,可作为抗旱指标.综合3个抗旱指标的分类结果,认为农单08-5为强抗旱品种,伟科702和郑单958为中度抗旱品种,先玉335为弱抗旱品种.[结论]该研究筛选出苗期抗旱性玉米品种,为玉米的高产栽培提供理论依据.%[Objective] Identification indexes of drought resistance of maize hybrid seedlings were determined, and maize varieties with drought resistance were selected.[Method] The experience was based on 20 varieties of maize applied in production or approved new varieties in Hebei,we used sand culture experiment and measured the number of root,root length,root surface area,roots average diameter,root vol-ume,total biomass,root to shoot fresh weight ratio,root to shoot dry weight ratio at the seedling stage.[Result]Drought stress had different effects on eight roots traits of seedling stage. Root length,root surface area and root to shoot dry weight ratio which showed significant differ-ences among different varieties and different treatments could be used as drought resistance index. Comprehensive classification results based on 3 drought resistance index showed that Nongdan 08-5 was a strong drought-resistant variety,Weike702 and Zhengdan 958 were moderate drought-resistant varieties,Xianyu335 was weak drought-resistant varieties.[Conclusion]The study screened out drought resistant maize varie-ties at seedling stage,and provided theoretical basis for high yield cultivation of maize.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2018(046)009【总页数】3页(P51-53)【关键词】玉米;杂交种;苗期;抗旱性;抗旱指标【作者】赵永锋;王亚卿;贾晓艳;祝丽英【作者单位】河北农业大学农学院,国家玉米改良中心河北分中心,河北保定071001;河北农业大学农学院,国家玉米改良中心河北分中心,河北保定071001;河北农业大学农学院,国家玉米改良中心河北分中心,河北保定071001;河北农业大学农学院,国家玉米改良中心河北分中心,河北保定071001【正文语种】中文【中图分类】S513随着全球气候变化，干旱对世界粮食生产构成了严重威胁[1]，成为限制玉米生产发展和产量提高的第一因素，干旱对玉米产量的影响达20%～50%[2-4]。
不同玉米品种及亲本苗期抗旱指标测定及抗旱性分析
变化都有差别。 ２ ２ １ 叶 片相 对 含 水 量 的 变化 ． ．
测 量 各 处 理 株 高 、 粗 ， 量 全 株 叶 面 积 抗旱指标测定及抗旱性分析
陈雅 彬 ， 李凤 海
（ 阳农 业 大 学 农 学 院 ， 阳 辽 宁 １０ ６ ） 沈 沈 １ １ １
摘 要 ： 传 研 究 表 明 ， 旱 性 是 可遗 传 的 ， 育 抗 旱 性强 的玉 米 品 种 必 须重 视 品种 （ 遗 抗 选 自交 系 ） 旱 性 鉴 定 。通 过 抗
本 试 验 以 农 大 １８ 黄 Ｃ、 １ ８ 铁 单 １ 、 ３ ０ ０、 Ｐ７ 、 ０ 丹 ４、 Ｃ ６５２ 铁 单 １ 、 ９ １ ８ ０ ．、 ７ 铁 ０ ０及沈 １６为 试 验 材 料 。 ３ 室外 单 株 盆 栽 种 植 ， 抗 旱 和 对 照 两 种 处 理 。３叶 １ 分 心 时 开 始进 行 干旱 胁 迫 ， 迫 处 理 以 中午 萎 蔫 ， 晚 舒 展 胁 早 为度， 以正 常 浇 水 为 对 照 ， 对 照 ６叶 １ 时 测 各 项 指 标 。 在 心 １２ 测 定 指 标 及 标 准 ．
２ 结 果 与 分 析
２ １ 水 分 胁迫 对株 商 、 粗 、 面 积 的 影 响 ． 茎 叶 从 图 １ 以看 出 干 旱 胁 迫 处 理 后 ， 期 株 高 明 显 受 可 苗
分析 ， 以期 为 今 后 玉 米 抗 旱 育 种 研 究 提 供参 考 。
１ 材 料 与 方 法
１ １ 供 试 材 料 及 处 理 ．
到 抑制 ， 株 生 长缓 慢 ， 秆 变 细 （ １ ， 面 积 也 明 显 变 植 茎 表 ）叶 小 （ ２ 。 各 试 材 对 胁 迫 的 反 应 明 显 不 同 ， 中 黄 Ｃ 表 ） 其 、 Ｐ ７ 、 ３ ０和 铁 ９ １ １８ 丹 ４ ０ ０受 干 旱 协 迫 的 伤 害 率 都 较 低 ， 说 明 在水 分亏 缺 的条 件 下 ， 几 份 试 材 具 有 较 好 的 适 应 性 。 这 ２ ２ 干旱 胁 迫 对 玉 米 苗 期 生 理 生 化 指 标 的 影 响 ． 水 分 胁 迫 的 外 观 表 现 是 植 株 生 长 受 抑 ， 此 同 时 幼 与
不同基因型玉米品种的抗旱性及收获指数研究
不同基因型玉米品种的抗旱性及收获指数研究石平;樊修武【摘要】In the paper, study focused on yield, drought resistance and harvest index of 17 gene type corns under four different moisture content gradients. The results showed: the yield variance was significant different under different moisture content gradients (P< 0.05); in rainy condition (water cost: 325.6 mm), the mean yield of Nongda 108, Zhongyu 9 and Dongdan 60 were higher than the other 14 gene types by 980.2 kg/hm2, and the rate of growth was 27.5%; the mean yield of Xianyu 335 and Zhengdan 958 were higher than the other 15 gene types by 17.31%, 22.17% and 18.25% respectively in 363.6,421.6,469.1 mm water cost. The varianceof drought resistance of different gene types was significant; there was a close relationship between drought resistance under different moisture content gradients and yield under rainy conditions. Though the drought resistance of Xianyu 335 was moderate, because of good adaptability and yield ability, it was wide applied. When the drought resistance index reached to moderate level, corn had not only definite drought resistance but also yield ability, the index under extreme moisture gradient was not significant. The harvest index of Xianyu 335 was about 60%, so it was the highest among 17 gene types; this showed it had strong ability of light contract iodide transformation.%在4种不同水分梯度下,对17个不同基因型玉米品种的产量、抗旱指数和收获指数进行了研究,结果表明,不同水分梯度间产量差异达到显著水平(P＜0.05)；在雨养条件下(耗水325.6 mm),农大108、中玉9号和东单60这3个品种的产量均值较其他14个品种的均值高出980.2 kg/hm2,增产率为27.5％；在耗水363.6,421.6,469.1 mm条件下,先玉335和郑单958这2个基因型品种的产量均值较其他15个品种的产量均值分别增加17.31％,22.17％和18.25％.各基因型品种的抗旱指数有明显差异,不同水分梯度下的抗旱指数与雨养条件下的产量水平紧密相关.先玉335的抗旱指数虽然处于中等水平,但由于其丰产性和适应性好;生产上应用广泛.由此证明,抗旱指数达到中等水平时,就可达到既有一定的抗旱性亦有较好丰产性,极端水分条件下的抗旱性没有生产意义.同时,先玉335的收获指数可达到60％左右,为研究的17个品种中最高,说明其光合同化物转化能力强.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】4页(P197-200)【关键词】玉米;水分梯度;抗旱指数;收获指数【作者】石平;樊修武【作者单位】山西省农业科学院作物科学研究所,山西太原030032;山西省农业科学院作物科学研究所,山西太原030032【正文语种】中文【中图分类】S513.01玉米是北方雨养农业地区主要栽培作物之一。
玉米品种抗旱性鉴定方法与指标研究
玉米品种抗旱性鉴定方法与指标研究作者：陈志辉， 李立， 黄虎兰， CHEN Zhi-hui， LI Li， HUANG Hu-lan作者单位：陈志辉,CHEN Zhi-hui(中南大学研究生院隆平分院,湖南,长沙,410125;湖南省作物研究所,湖南,长沙,410125)， 李立,黄虎兰,LI Li,HUANG Hu-lan(湖南省作物研究所,湖南,长沙,410125)刊名：农业现代化研究英文刊名：RESEARCH OF AGRICULTURAL MODERNIZATION年，卷(期)：2011,32(1)参考文献(22条)1.吴子皑玉米抗旱育种 1994(01)2.孙祖东;陈怀珠;杨守臻大豆抗早性研究进展 2001(03)3.郑桂萍;郭晓红;陈书强水分胁迫对水稻产量和食味品质抗早系数的影响[期刊论文]-中N水稻科学 2005(02)4.中华人民共和国农业部公告第1460号--公布农作物品种审定结果5.侯荷亭侯旭东高粱抗旱性状的变异系数与杂种优势 1997(03)6.Edmeades G Causes for silk delay in a lowland tropical maize population[外文期刊] 1993(05)7.Lebrecon C;Lozic J V;Steed A Identification QTL for drought responses in maize and their use testing causal relationships between traits 1995(46)8.王黄英;郭还威;罗坤几个玉米品种抗旱性的直接鉴定[期刊论文]-玉米科学 2000(01)9.兰巨生;胡福顺作物抗旱指数的概念和统计方法[期刊论文]-华北农学报 1990(02)10.张宝石;徐世昌;宋凤斌玉米抗旱基因型鉴定方法和指标的探 1996(03)11.王振镒;郭蔼光;罗淑萍水分胁迫对玉米SOD和POD活力及同工酶的影响[期刊论文]-西北农业大学学报 1989(01)12.张正斌;徐萍;张建华作物抗旱节水相关基因的标记和克隆及转基因研究进展[期刊论文]-西北植物学报2002(06)13.付芳靖;赵致;张卫星水分胁迫下玉米抗旱性与光合生理指标研究[期刊论文]-山地农业生物学报 2004(06)14.M,1vanevic;周听;张显玉米叶片ABA合成的遗传特征对快速干旱胁迫及田间条件的反应 1993(04)15.关义新;戴俊英土壤干早下玉米叶片游离脯氨酸积累及其与抗旱性的关系 1996(01)16.张海明;王茅雁干早对玉米过氧化氢、MDA含量及SOD 、CAT活性的影响 1993(04)17.宋凤斌;戴俊英水分胁迫对玉米花粉活力和花丝受精能力的影响[期刊论文]-作物学报 1998(03)18.罗淑平玉米抗早性及鉴定指标的相关分析 1990(03)19.斐英杰;郑家玲;瘦红用于玉米品种抗旱性鉴定的生理生化指标[期刊论文]-华北农学报 1992(01)20.宋凤斌;徐世昌玉米抗早性鉴定指标的研究[期刊论文]-中国生态农业学报 2004(01)21.陈志辉;邹学校玉米抗早机理与育种研究现状及发展趋势[期刊论文]-湖南农业科学 2007(05)22.张磊水分胁迫条件下玉米苗期根系性状的纳理定位 2006本文链接：/Periodical_nyxdhyj201101027.aspx。
20个玉米品种发芽期抗旱性鉴定与评价
收稿日期:2020-07-07基金项目:贵州省科技计划项目(黔科合基础[2016]1045);贵州省生物学一流学科建设项目(G N Y L [2017]009);公益性行业(农业)科研专项(201503127);贵州省特色粮油作物栽培与生理生态研究科技创新人才团队(黔科合平台人才[2019]5613号);贵州省高层次创新型人才 百 层次人才项目(黔科合平台人才[2018]5632号)㊂作者简介:周 芳(1992 ),女,贵州纳雍人;在读硕士研究生,主要从事作物逆境生理相关研究工作;E -m a i l :897860162@q q .c o m ㊂通讯作者:田山君(1986 ),女,四川遂宁人;博士,副教授,主要从事作物逆境机制及代谢物构象相关研究工作;E -m a i l :t s js c a u @163.c o m ㊂20个玉米品种发芽期抗旱性鉴定与评价周 芳1, 曹国璠1, 杨 娟1, 宋 碧1, 张 军1, 曾永德3, 刘冬梅4, 田山君1,2(1.贵州大学农学院, 贵阳550025; 2.教育部山地植物资源保护与种质创新重点实验室, 贵阳550025;3.贵州志远航天农业科学研究所, 贵阳550025;4.江油市农业农村局, 四川江油621700)I d e n t i f i c a t i o na n dE v a l u a t i o no fD r o u g h tR e s i s t a n c e o fT w e n t yM a i z eV a r i e t i e s i nG e r m i n a t i o nP e r i o dZ H O UF a n g 1,C A OG u o f a n 1,Y A N GJ u a n 1,S O N GB i 1,Z H A N GJ u n 1,Z E N GY o n gd e 3,L I UD o n g m e i 4,T I A NS h a n ju n 1,2摘 要:为了筛选抗旱性强的玉米品种在生产中推广应用,设置5个浓度梯度的P E G -6000溶液来模拟不同强度的干旱胁迫,通过萌发抗旱指数和隶属函数法筛选抗旱品种,并对20份玉米品种的萌发特性和抗旱能力进行了对比与评价㊂结果表明,京科968㊁N K718㊁M C 738和成单30能较好响应多种强度的干旱逆境,为萌发期强抗旱品种;在中等胁迫强度下,贵单8号和京科665表现出较好的适应性;在轻度胁迫下,金贵单3号和正红311表现出较好的适应性㊂抗旱性强的品种较之敏感型品种,随着胁迫强度的增加,根冠比逐渐增加,干物重呈先增加后降低的趋势,敏感品种的根冠比在轻度胁迫时就达到最大值,随后逐渐降低,干物重呈快速降低的趋势㊂关键词: 玉米;抗旱性;萌发抗旱指数;模糊隶属法D O I 编码: 10.16590/j .c n k i .1001-4705.2020.12.073中图分类号: S 513 文献标志码: A 文章编号: 1001-4705(2020)12-0073-07干旱逆境是限制全球农业生产的最主要因素之一,它所造成的损失高居多种非生物胁迫的首位[1,2]㊂玉米(Z e a m a y s L .)是重要的粮㊁饲㊁经作物,人均占有玉米数量是衡量生活水平高低的一个重要标志[3-4]㊂玉米在萌动至出苗期对水分的需求较为敏感,这个生育时期若遭遇干旱胁迫将严重阻碍植株幼茎与幼根的正常发育,最终导致产量与品质下降[5]㊂研究表明,P E G 模拟干旱胁迫能延缓植物种子的萌发,且随着P E G 浓度的升高,种子的发芽势和发芽率均逐渐降低,干旱胁迫对根系的生长影响弱于对发芽率的影响,玉米的根长呈先降低后增加的趋势,可能是因为根部对水分胁迫因子敏感,一旦遇到干旱,其根部会很快出现应激反应[6-8]㊂当前世界可利用水资源逐渐减少,强抗旱的玉米品种将在农业生产中发挥越来越重要的作用[9]㊂筛选一批抗旱性强的品种在生产中推广应用,对玉米抗旱栽培和育种都具有现实意义[10]㊂综合国内外玉米抗旱研究的现状与趋势,本试验搜集了生产中大面积应用的20个品种,使用P E G -6000模拟干旱胁迫进行发芽试验,系统分析了玉米发芽期形态变化响应不同水分亏缺强度的生理机制,以期为玉米抗旱多世代性状改良提供理论依据,并筛选出抗旱性较强且具有高产潜力的玉米品种推广应用于生产㊂1 材料与方法1.1 供试材料生产中大面积应用的20个玉米品种,具体信息见表1㊂表1 20个供试玉米品种信息编号供试品种来源C 1金贵单3号贵州C 2贵单8号贵州C 3金玉306贵州C 4金玉838贵州C 5黔单16号贵州C 6黔丰18号贵州C 7成单30四川C 8正红311四川C 9正红505四川C 10靖单10号云南编号供试品种来源C 11靖单13号云南C 12靖丰18号云南C 13华盛213陕西C 14华盛2000陕西C 15汉玉8号陕西C 16镇玉208陕西C 17京科665北京C 18京科968北京C 19N K718北京C 20M C 738北京㊃37㊃1.2试验设计本实验为单因素随机区组实验,使用P E G-6000模拟干旱胁迫㊂分别配置P E G浓度为10%(轻度干旱胁迫T1)㊁15%(中度干旱胁迫T2)㊁20%(中度干旱胁迫T3)㊁25%(重度干旱胁迫T4)㊁30%(重度干旱胁迫T5)的溶液,对照(c k)为清水培养,重复3次㊂操作过程按照‘国际种子检验规程“进行[11],精选大小一致㊁籽粒饱满的种子,75%的酒精消毒3m i n后用无菌蒸馏水冲洗干净㊂自然风干后将种子置于培养皿中,底部放两层滤纸作为发芽床(培养皿和滤纸均高压灭菌)㊂每个培养皿中14粒种子,种子距离为粒长的1倍,皿中液体到达种子厚度的2/3,然后置于24ħ的培养箱中培养㊂每天补给适量蒸馏水,以保持胁迫液的渗透势不变㊂1.3指标观察和测定每24h记录一次种子萌发数(以胚根长2mm为发芽标准),直至第192小时㊂处理96h计算发芽势, 168h计算发芽率,192h剪下胚根㊁胚芽,测量胚根,胚芽长(每个培养皿取4粒长势接近的求平均值),然后把胚芽㊁胚根分别用滤纸包好,置于烘箱中105ħ杀青,并于70ħ烘干至恒重称量干重㊂发芽势(%)=(处理96h发芽数/供试种子总数)ˑ100%;发芽率(%)=(处理168h发芽数/供试种子总数)ˑ100%;相对发芽势(%)=(P E G处理发芽势/对照发芽势)ˑ100%;相对发芽率(%)=(P E G处理发芽率/对照发芽率)ˑ100%;根冠比=胚根干质量/胚芽干质量;干物质积累量(g)=胚根干重+胚芽干重㊂1.4抗旱性综合评价参照田山君等[4]㊁王沛琦等[12]的方法,使用萌发抗旱指数和隶属函数对玉米各项指标进行综合评价㊂种子萌发指数=1.00ˑn d2+0.75ˑn d4+0.5ˑn d6+0.25ˑn d8,n d2㊁n d4㊁n d6㊁n d8分别为第2㊁4㊁6㊁8天的种子萌发率;种子萌发抗旱指数=处理萌发指数/对照萌发指数;隶属函数=(X-X m i n)/(X m a x-X m i n),X为各品种某一指标的抗旱系数㊂X m i n和X m a x分别为所有品种此指标的最小和最大抗旱系数㊂累加各品种各指标的隶属值,并求其平均值,用平均值大小评价品种抗旱性㊂2结果与分析2.1不同浓度P E G溶液对玉米相对发芽势和相对发芽率的影响种子相对发芽势和相对发芽率反映种子萌发期的活力㊂由表2可见,随着P E G浓度升高,玉米相对发芽势和相对发芽率总体呈下降趋势㊂结合相对发芽势㊁相对发芽率及不同胁迫浓度下的均值得出不同P E G浓度下综合表现最好的3个品种:T1条件下,表现最好的3个品种是C7㊁C17㊁C5;T2条件下,表现最好的3个品种是C7㊁C19㊁C2;T3条件下表现最好的3个品种是C7㊁C19㊁C17;T4条件下表现最好的3个品种是C19㊁C18㊁C20;T5条件下表现最好的3个品种是C19㊁C18㊁C7㊂2.2不同浓度P E G溶液对玉米胚根长和胚芽长的影响由表3可知,随着P E G浓度升高,玉米的根长总体呈先升高后降低的趋势,而玉米的芽长总体呈下降的趋势㊂在T1条件下,C5㊁C17和C2的根长增加幅度最大,分别较c k增大115.53%㊁109.43%和46.07%,C17㊁C19和C13的芽长增加幅度最大,分别较c k增大42.74%㊁31.53%和20.91%;在T2条件下,C17㊁C14和C13的根长增加幅度最大,分别为62.29%㊁39.81%和39.38%,C2㊁C9和C7的芽长增加幅度最大,分别为-4.60%㊁-5.33%和-8.38%;在T3条件下,C17㊁C6和C14的根长增加幅度最大,分别为73.05%㊁6.91%和-0.97%,C9㊁C17和C1的芽长增加幅度最大,分别为128.88%㊁-24.26%和-25.28%;在T4条件下,C7㊁C17和C14的根长增加幅度最大,分别为33.92%㊁-8.16%和-16.50%, C7㊁C9和C19的芽长增加幅度最大,分别为17.66%㊁-12.29%和-45.69%;在T5条件下,C1㊁C2和C13的根长增加幅度最大,分别为-87.11%㊁-88.60%和-89.09%,C7㊁C19和C2的芽长增加幅度最大,分别为-64.07%㊁-83.19%和-91.76%㊂2.3不同浓度P E G溶液对玉米根冠比和干物质积累量的影响由表4可见,玉米的根冠比随着P E G浓度升高总体呈上升趋势,而玉米的干物质积累量在响应干旱胁迫时表现出两种方式,一种是随P E G浓度升高逐渐降低,另一种是随P E G浓度升高先升后降,表明干旱胁迫促进根系生长,降低干物质分配到地上部分的比例㊂总体而言,适度干旱与玉米根冠比性状呈正相关,但若过度干旱也可能造成种子无法萌发,导致根冠比为0㊂不同品种的抗旱性也存在一定差异㊂如轻中度干旱胁迫能促进C7的干物质积累,说明C7通过形态变㊃47㊃表2 不同浓度P E G 胁迫后20份玉米品种相对发芽势和相对发芽率的变化编号 相对发芽势/% 相对发芽率/%T1T2T3T4T5T1T2T3T4T5C 18273555508392586733C 240040020000931075007C 35536180044412200C 467566711060334070C 5125100750012016060400C 61002000502010010C 717114320071291501501502525C 89353132001057921320C 96450291401107070300C 10765538107755012117C 11173300078671100C 1211510560451510694613311C 1393836610353126111165C 1407525250386325380C 1501001000075251300C 1667170005017000C 172147110057141156969548C 186710050752592117508342C 1911713310015086671337814447C 200133167670114456440均值70826440146973443811表3 不同浓度P E G 溶液对玉米胚根长和胚芽长的影响编号 胚根长/c m 胚芽长/c mc kT1T2T3T4T5c kT1T2T3T4T5C 17.9210.4810.467.565.851.028.808.077.006.582.970.45C 25.708.336.374.8700.654.254.784.052.3400.35C 311.463.493.964.95008.742.413.833.5500C 45.162.164.883.521.7103.531.812.351.220.920C 52.435.242.690.750.6003.633.400.680.520.520C 65.544.054.235.92002.681.891.460.5500C 71.721.471.911.152.3001.110.781.020.721.310.40C 810.5910.5410.144.537.5607.497.404.950.503.330C 90.800.490.800.520.6300.600.460.571.370.530C 1012.439.326.431.060.990.558.856.843.850.630.600.38C 117.483.884.283.59006.272.302.372.3500C 128.504.946.461.672.110.507.404.784.610.910.680.35C 135.687.707.924.880.570.624.635.603.911.600.430.24C 145.151.787.205.104.3004.691.483.702.272.400C 155.835.742.400006.084.444.05000C 165.646.701.600005.685.400.40000C 175.2511.008.529.094.820.484.516.443.643.422.300C 1813.3611.4212.207.555.891.3912.227.126.583.371.570.43C 196.206.625.835.791.8505.657.433.773.283.070.95C 206.206.625.835.791.854.352.312.461.67㊃57㊃表4 不同浓度P E G 胁迫后20份玉米品种根冠比和干物质积累量的变化编号 根冠比 干物质积累量/g c kT1T2T3T4T5c kT1T2T3T4T5C 10.560.820.870.810.911.990.420.340.270.140.140.03C 20.690.781.001.0200.790.270.310.270.2000.01C 30.831.651.151.10000.560.140.120.1300C 40.700.800.971.180.3900.250.060.080.070.010C 50.780.670.800.501.0900.060.090.090.020.010C 60.830.971.571.660.1600.160.090.080.010.010C 70.650.980.540.931.2600.030.040.040.040.020C 80.771.681.481.371.1500.880.540.490.080.180C 90.811.471.140.911.2000.120.040.020.050.010C 101.400.790.970.781.650.500.320.430.260.030.030.01C 110.881.000.960.45000.320.110.090.0200C 121.320.640.550.620.900.420.310.280.360.080.060.01C 130.500.720.981.291.050.850.350.370.430.220.020.01C 140.450.720.500.940.7100.190.040.120.030.040C 150.570.520.660000.360.110.06000C 160.450.491.560000.140.060000C 170.650.901.181.141.2600.260.520.250.250.110C 180.620.761.031.091.750.540.660.540.640.250.240.03C 190.350.540.740.920.871.060.210.020.130.140.050C 200.800.771.121.301.7700.280.320.160.170.300.07表5 不同P E G 浓度下种子萌发抗旱指数编号T1T2T3T4T5C 10.830.740.510.500.11C 21.101.390.7600.07C 30.420.330.2100C 40.710.640.500.080C 51.361.270.790.120C 60.520.590.0400.04C 71.561.071.510.490.29C 81.100.590.170.240C 90.910.480.420.160C 100.740.550.300.160.07编号T1T2T3T4T5C 110.550.410.060C 120.951.110.580.440.13C 130.740.740.580.080.03C 140.150.490.250.230C 150.450.290.1900C 160.850.11000C 171.580.380.780.510.23C 180.871.240.600.870.36C 191.311.391.031.590.71C 200.070.951.100.520化能较好的响应一定程度的水分亏缺㊂但对C2和C 10而言,仅在轻度胁迫强度下,抗旱机制与C7一致,在中度胁迫时,就通过调节代谢进程延缓生长发育速度,以达到度过干旱逆境的目地㊂对C3㊁C6㊁C11等品种而言,在轻度胁迫之下,干物质就呈下降趋势,干物重与胁迫强度呈负相关,说明这些品种在水分亏缺条件下不具备生产潜力㊂2.4 种子萌发抗旱指数由表5和表6可知,在T1条件下,供试品种的种子抗旱指数均值为0.77,将萌发抗旱指数大于0.82的C 17㊁C 7㊁C5㊁C19㊁C2㊁C8㊁C12㊁C9㊁C18㊁C16和C 1归为抗旱品种;将在0.72~0.82范围内的C10㊁C 13和C4归为中等抗旱品种;将小于0.72的C11㊁C 6㊁C 15㊁C3㊁C14和C20归为不抗旱品种㊂在T2条件下,供试品种的种子萌发抗旱指数均值为0.74,将萌发抗旱指数大于0.79的C2㊁C19㊁C5㊁C18㊁C12㊁C 7和C 20归为抗旱品种;将在0.69~0.79范围内的C 1和C13归为中等抗旱品种;将小于0.69的C4㊁C 6㊁C 8㊁C 10㊁C 14㊁C9㊁C11㊁C17㊁C3㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂在T3条件下,供试品种的种子萌发抗旱指数均值为0.57,将萌发抗旱指数大于0.62的C 7㊁C 20㊁C19㊁C5㊁C17和C2归为抗旱品种;将在0.52~0.62范围内的C 18㊁C 13和C 12归为中等抗旱品种;将小于0.52的C1㊁C4㊁C9㊁C10㊁C14㊁C3㊁㊃67㊃条件下,供试品种的种子萌发抗旱指数均值为0.47,将萌发抗旱指数大于0.52的C19㊁C18和C20归为抗旱品种;将在0.42~0.52范围内的C17㊁C1㊁C7和C12归为中等抗旱品种;将小于0.42的C8㊁C14㊁C9㊁C10㊁C5㊁C4㊁C13㊁C2㊁C3㊁C6㊁C11㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂在T5条件下,供试品种的种子萌发抗旱指数均值为0.16,将萌发抗旱指数大于0.21的C19㊁C18㊁C7和C17归为抗旱品种;将在0.11~0.21范围内的C12和C1归为中等抗旱品种;将小于0.11的C2㊁C10㊁C6㊁C13㊁C20㊁C8㊁C14㊁C9㊁C5㊁C4㊁C3㊁C15㊁C11和C16归为不抗旱品种㊂表6不同P E G浓度下种子萌发抗旱指数项目T1T2T3T4T5均值0.770.740.570.470.16 2.5抗旱隶属值由图1和表7可知,相对发芽势㊁相对发芽率㊁胚根长㊁胚芽长㊁根冠比和干物质积累量,在不同P E G浓度下抗旱隶属值最大对应的品种如下:在T1条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.38,将抗旱隶属值大于0.43的C8㊁C17㊁C2㊁C18㊁C1和C10归为抗旱品种;将在0.33~0.43范围内的C13㊁C12㊁C19㊁C5㊁C3和C7归为中等抗旱品种;小于0.33的C9㊁C16㊁C11㊁C15㊁C6㊁C20㊁C4和C14归为不抗旱品种㊂在T2条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.38,抗旱隶属值大于0.43的C18㊁C8㊁C2㊁C1㊁C13和C17归为抗旱品种;将在0.33~0.43范围内的C12㊁C19㊁C10㊁C6和C20归为中等抗旱品种;小于0.33的C5㊁C3㊁C14㊁C11㊁C7㊁C4㊁C15㊁C9和C16归为不抗旱品种㊂在T3条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.38,将抗旱隶属值大于0.43的C17㊁C2㊁C18㊁C1㊁C20㊁C13㊁C19和C7归为抗旱品种;将在0.33~0.43范围内的C3㊁C4和C8归为中等抗旱品种;小于0.33的C14㊁C6㊁C12㊁C9㊁C5㊁C11㊁C10㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂在T4条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.27,将抗旱隶属值大于0.32的C18㊁C19㊁C8㊁C1㊁C17㊁C20㊁C14和C7归为抗旱品种;将在0.22~0.32范围内的C12和C10归为中等抗旱品种;小于0.22的C9㊁C5㊁C13㊁C4㊁C6㊁C2㊁C3㊁C11㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂在T5条件下,供试品种的抗旱隶属值均值是0.16,将抗旱隶属值大于0.21的C19㊁C18㊁C1㊁C2㊁C12㊁C10㊁C13和C7归为抗旱品种;在0.11~0.21范围内的C20和C17归为中C9㊁C5㊁C4㊁C3㊁C11㊁C15和C16归为不抗旱品种㊂表7抗旱隶属值编号T1T2T3T4T5C10.550.550.590.580.55C20.580.590.6000.25C30.340.300.4200C40.190.240.360.150C50.360.310.220.190C60.260.350.310.020.04C70.330.260.490.350.22C80.660.620.360.600C90.290.180.250.210C100.510.370.180.250.23 C110.270.260.1900C120.390.420.290.290.25 C130.410.540.580.170.23 C140.110.290.310.370C150.270.200.1000C160.280.18000C170.660.450.690.530.11 C180.580.720.590.680.56 C190.370.420.540.630.59 C200.230.340.590.500.17均值0.380.380.380.280.16 3结论与讨论综合比较种子萌发抗旱指数和抗旱隶属值得出:在T1条件下的抗旱品种有C17㊁C2㊁C8㊁C18和C1;中等抗旱品种有C10㊁C13㊁C12㊁C19㊁C5和C7;不抗旱品种有C3㊁C9㊁C16㊁C11㊁C15㊁C6㊁C20㊁C4和C14㊂在T2条件下的抗旱品种有C18和C2;中等抗旱品种有C1㊁C13㊁C19㊁C12和C20;不抗旱品种有C8㊁C17㊁C10㊁C6㊁C5㊁C3㊁C14㊁C11㊁C7㊁C4㊁C15㊁C9和C16㊂在T3条件下的抗旱品种有C17㊁C2㊁C20㊁C19和C7;中等抗旱品种有C18和C13;不抗旱品种有C1㊁C4㊁C12㊁C3㊁C14㊁C6㊁C9㊁C5㊁C11㊁C10㊁C15㊁C16和C8㊂在T4条件下的抗旱品种有C18㊁C19和C20;中等抗旱品种有C1㊁C17㊁C7和C12;不抗旱品种有C8㊁C14㊁C9㊁C10㊁C5㊁C4㊁C13㊁C2㊁C3㊁C6㊁C11㊁C15和C16㊂在T5条件下的抗旱品种有C18㊁C19和C7;中等抗旱品种有C1㊁C17和C12;不抗旱品种有C2㊁C10㊁C6㊁C13㊁C16㊁C11㊁C15㊁C3㊁C4㊁C5㊁C9㊁C14㊁C8和C20㊂轻度干旱胁迫下的抗旱品种有C17㊁C2㊁C8㊁C18和C1;中等抗旱品种有C10㊁C13㊁C12㊁C19㊁C5和C7;不抗旱品种有C3㊁C9㊁C16㊁C11㊁C15㊁C6㊁C20㊁C4和㊃77㊃注:A㊁B㊁C㊁D㊁E分别表示浓度为10%㊁15%㊁20%㊁25%㊁30%的P E G溶液㊂图1不同P E G浓度下玉米的抗旱隶属值㊃87㊃C20㊁C19和C7;中等抗旱品种有C1㊁C13㊁C19和C12;不抗旱品种有C8㊁C10㊁C6㊁C5㊁C3㊁C14㊁C11㊁C4㊁C15和C16;在重度胁迫下的抗旱品种有C18㊁C19㊁C7和C20;中等抗旱品种有C1㊁C17和C12;不抗旱品种有C5㊁C13㊁C8㊁C14㊁C10㊁C9㊁C4㊁C6㊁C16㊁C15㊁C11㊁C3和C2㊂综上所述,京科968㊁N K718㊁M C738和成单30在各种干旱胁迫下都表现出强抗旱性,被归类为萌发期抗旱性强的玉米品种;贵单8号和京科665在中度胁迫下抗旱性也较佳,但抵御较强水分亏缺的能力尚显不足;金贵单3号和正红311在轻度胁迫下对水分亏缺具有较好的适应性㊂其中成单30和正红311与田山君等[4]㊁王国娟等[13]研究结果一致,均属于抗旱品种;冯小妮等研究表明,京科968在旱地上栽培,相较其他品种具有高产㊁稳产的性质[14];金贵单3号在大田生产中抗旱性强,综合表现良好[15],实际生产再次证明了室内筛选是可行的,其余品种的相关研究均未见报道㊂种子萌发是作物整个生命周期的关键环节,种子萌发从吸胀开始,水分是限制种子萌发的主要生态因子之一,在干旱胁迫下,胁迫因子会延迟甚至破坏种子内部生理生化反应,进而影响种子的萌发[9]㊂采用P E G引发种子可促进不同土壤水分逆境下糯玉米种子的萌发,增强其发芽性能[16],本试验结果也表明,当处于轻度干旱胁迫时,黔单16号㊁贵单8号㊁黔丰18号等部分玉米品种的发芽率均高于c k,当胁迫程度逐渐增大后,这些玉米品种的发芽率较c k呈降低趋势,说明较低浓度的P E G能通过渗透作用影响种子细胞的吸水速率,对种子萌发具有一定的促进作用㊂干旱胁迫时,根系获得的有限水分被优先用于较近器官的生长发育,使根系受害较地上部分轻,故根冠比增大,所以根冠比也可反映植物的抗旱能力㊂本研究结果表明,京科968的根冠比随P E G浓度的增加而增大,在轻中度胁迫下干物质的重量仍在增加,在重度干旱胁迫下其干物质逐渐降低,说明一定程度的干旱胁迫可促进根部的生长,使地上部分的生长变慢,与李彪等[17]的研究结果一致㊂适度的干旱有利于增强根系的发育,控制地上部分旺长,提高植株抗旱能力㊂金贵单3号的根冠比也随干旱胁迫的加重而逐渐增大,在轻中度干旱胁迫下干物重就开始缓慢下降,间于中度胁迫和重度胁迫时,能保持干物重不变,处于重度胁迫时干物重减少,但仍能保持生长,说明金贵单3号对干旱胁迫具有一定的适应性,在干旱条件下具有一定参考文献:[1]方平,姚启伦,陈秘,等.玉米地方品种耐旱种质的苗期筛选指标研究[J].玉米科学,2012,20(2):6-11.[2]于文颖,纪瑞鹏,冯锐,等.不同生育期玉米叶片光合特性及水分利用效率对水分胁迫的响应[J].生态学报,2015,35 (9):2902-2909.[3]彭云玲,李伟丽,王坤泽,等.N a C l胁迫对玉米耐盐系与盐敏感系萌发和幼苗生长的影响[J].草业学报,2012,21(4):62-71.[4]田山君,杨世民,孔凡磊,等.西南地区玉米苗期抗旱品种筛选[J].草业学报,2014,23(1):50-57.[5]张仁和,薛吉全,浦军,等.干旱胁迫对玉米苗期植株生长和光合特性的影响[J].作物学报,2011,37(3):521-528. 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